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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN Y DE LA SALUD ANIMAL CONTENIDO DE NUTRIENTES EN CECÓTROFOS Y EVALUACIÓN DE VARIABLES PRODUCTIVAS DE CONEJOS CANULADOS EN APÉNDICE CECAL, DÉCIMO TERCER ASA CECAL Y COLON DISTAL T E S I S PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO EN CIENCIAS P R E S E N T A: ARIADNA CONDE CORONA TUTOR: MVZ MPA Dr. C. Carlos Gutiérrez Olvera COMITÉ TUTORAL: M en E. Adriana M. Ducoing Watty MVZ MC Ph. D. Mario A. Cobos Peralta MÉXICO D. F. 2012 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. DEDICATORIAS A mis amores, por mostrarme que el amor y la felicidad es un hermoso regalo que llega cuando menos te lo esperas y que la esperanza nunca muere. Los amo con todo mi corazón, ustedes son el motor que me mueve cada día Ale, gracias amorcito, porque tu ejemplo me llena de orgullo y me enseña que todo es posible si uno se lo propone. Eres quien por amor es capaz de hacer de sus objetivos, logros que nos den un futuro mejor y lleno de amor. Disculpa mis malas rachas, mis traumas y mis desequilibrios. Gracias porque para todos ellos solo tienes palabras de aliento y amor. Axel, mi angelito, porque tu sonrisa vale todo el esfuerzo que tu papi y yo hacemos día a día para salir adelante. Porque cada nuevo logro en tu desarrollo nos da fuerza y nos alienta a crecer como personas y llegar a ser los mejores padres Gracias a ustedes por hacerme mamá, por cambiar mi vida, por llenarla de alegría con su llegada y por hacerme sentir una mujer completa. Ustedes son mi mención honorífica. A la familia Conde Corona, por estar conmigo tanto en los momentos difíciles como en los de dicha. Por ayudarme a comprender que no hay amor más incondicional que el de tus seres queridos. AMO!!! Mamita y Papá Oso por ser mis compañeros inseparables en este trabajo, desde su planeación hasta su conclusión. Por su inmenso amor, por darme el ejemplo de toda la vida… “todo por apoyar a tus hijos”. Rox, porque cuando fue necesario me regresaste a la realidad y me alentaste a recuperar las riendas de mi vida. A la familia Conde Sagahón, por su apoyo y la guía que representan en este camino en el que aún somos unos inexpertos. Betty y Jonatán, por la fuerza que poseen al enfrentar esta fase de incertidumbre que les presenta la vida. A mis chiquitines Christian y Cedric, por llenar la casa de risas y juegos, por su inocencia y ternura. A la Familia Molina Miranda: Suegrita, Suegrito, Damir, Adriana, Andrea y Luis, por la paciencia… la espera ha sido larga, pero aquí están los resultados. A la familia Conde Pérez: Isauro, Erika, Luis y Paty, por echarme porras. A Winny y Camila, mis perritos, por cuidar a las conejas y ayudarnos con la limpieza, jejejeje! Por ser los más fieles y cariñosos. Y pues a Chiki, mi gata, por ser ella… una reinita. AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), que a través del proyecto PAPIIT IN216309 EVALUACIÓN NUTRICIONAL (AMINOÁCIDOS PROTÉICOS, VITAMINAS HIDROSOLUBLES, VITAMINA K, ÁCIDOS GRASOS VOLÁTILES Y AMONIACO) EN CECOTROFOS Y CONTENIDO CECAL DE CONEJOS CANULADOS A NIVEL DEL CIEGO Y PRODUCCIÓN DE INÓCULOS MICROBIANOS, permitió la realización del presente trabajo de investigación. Al Departamento de Nutrición Animal y Bioquímica (Laboratorios de Bromatología y Toxicología), así como al Departamento de Fisiología y Farmacología de la FMVZ de la UNAM, por las facilidades prestadas en la realización de la fase de laboratorio del proyecto. A los miembros del Comité Tutoral: Dr. Carlos Gutiérrez Olvera, Dra. Adriana Ducoing Watty y Dr. Mario A. Cobos Peralta, por su paciencia e invaluable dirección. A los miembros del Jurado: Dr. Francisco Castrejón Pineda, Dr. Luis Corona Gochi, Dr. Sergio Gómez Rosales y Dr. Gerardo Mariscal Landín, por su orientación y las valiosas aportaciones realizadas. A todas aquellas personas que en determinado momento formaron parte de este proyecto, quienes con su tiempo y dedicación hicieron posible la conclusión de este trabajo: La familia Gutiérrez Torres, por colaborar y acompañarme en los momentos clave de la fase experimental. A MVZ José Luis Flores Gutiérrez, MVZ Janitzio Bautista y la Laboratorista Fermina Palma, por brindarme su apoyo en el procesamiento, lectura y determinación de nutrientes, minerales y vitaminas de las muestras experimentales. A todos mis compañeros tesistas: Cochepón, Chio, Eli (al doble), Joshi, Mary, Erika P-luche, por su ayuda en la etapa de cirugías preliminares. A Pau y Tann por su ayuda en el procesamiento de muestras. A Carmen, Kari, César, Floresita, por sus valiosos comentarios y aportaciones en la etapa de discusión. A Salvador, Clau Ledesma, Clau Alarcón, Héctor, Gaby y Maru, por estar todos al pie del cañón tras un objetivo en común. A todos por brindarme su apoyo y amistad. A mis amigas Mine y Dianita, por su apoyo a pesar de la distancia. A mis niñas… por brindar su vida en favor de ésta investigación I Índice de Contenido ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................................................. III ÍNDICE DE CUADROS ................................................................................................................................................ III RESUMEN ....................................................................................................................................................................... IV ABSTRACT ....................................................................................................................................................................... V 1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................. 1 2 REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................................................... 3 2.1 FISIOLOGÍA DIGESTIVA DEL CONEJO .............................................................................................. .3 2.2 APARATO DIGESTIVO DEL CONEJO .................................................................................................. 4 2.2.1 Cavidad oral ....................................................................................................................................... 4 2.2.2 Esófago y estómago ......................................................................................................................... 5 2.2.3 Intestino delgado ............................................................................................................................. 6 2.2.4 Intestino grueso ................................................................................................................................ 7 2.3 EL CIEGO DEL CONEJO ............................................................................................................................ 8 2.3.1 Microorganismoscecales ............................................................................................................. 8 2.3.2 Función cecal .................................................................................................................................. 11 2.3.3 Principales productos obtenidos en la fermentación cecal ......................................... 12 2.4 CECOTRÓFIA ............................................................................................................................................ 16 2.4.1 Definición y función biológica ................................................................................................. 16 2.4.2 Formación de heces duras y cecótrofos .............................................................................. 17 2.4.3 Control biológico de la cecotrofia........................................................................................... 19 2.4.4 Patrones de excreción de heces duras y cecótrofos ...................................................... 20 2.4.5 Composición nutrimental de los cecótrofos ...................................................................... 21 2.4.6 Fibra y proteína, factores determinantes de la producción de cecótrofos ........... 22 2.5 VITAMINAS EN LA NUTRICIÓN DEL CONEJO ............................................................................. 23 2.6 MINERALES EN LA NUTRICIÓN DEL CONEJO ............................................................................ 24 2.6.1 Macroelementos ............................................................................................................................ 25 2.6.2 Microelementos ............................................................................................................................. 28 2.7 LA CANULACIÓN COMO HERRAMIENTA EN LA INVESTIGACIÓN NUTRICIONAL ..... 29 2.8 CARACTERÍSTICAS PRODUCTIVAS DEL CONEJO ..................................................................... 31 3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................................. 33 4 HIPÓTESIS .......................................................................................................................................................... 34 5 OBJETIVOS GENERALES ............................................................................................................................... 35 II 5.1 Objetivos específicos ............................................................................................................................. 35 6 MATERIALES Y MÉTODOS .......................................................................................................................... 36 6.1 LOCALIZACIÓN ........................................................................................................................................ 36 6.2 DISEÑO EXPERIMENTAL .................................................................................................................... 37 6.2.1 Población .......................................................................................................................................... 37 6.2.2 Alimentación ................................................................................................................................... 37 6.2.3 Grupos experimentales .............................................................................................................. 38 6.2.4 Asignación de tratamientos ...................................................................................................... 38 6.3 PRUEBAS PRELIMINARES .................................................................................................................. 39 6.4 CANULACIÓN DE INTESTINO GRUESO ......................................................................................... 41 6.5 VARIABLES EVALUADAS ..................................................................................................................... 45 6.5.1 Aspectos fisiológicos .................................................................................................................... 45 6.5.2 Contenido de nutrientes ............................................................................................................ 46 6.5.3 Variables productivas ................................................................................................................. 49 7 ANÁLISIS ESTADÍSTICO ............................................................................................................................... 50 8 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................................................................ 51 8.1 ASPECTOS FISIOLÓGICOS ................................................................................................................... 51 8.1.1 Producción de heces .................................................................................................................... 51 8.1.2 Digestibilidad Aparente de la Materia Seca ....................................................................... 52 8.1.3 Producción de cecótrofos .......................................................................................................... 54 8.2 CONTENIDO DE NUTRIENTES .......................................................................................................... 58 8.2.1 Análisis químico proximal y fracciones de fibra .............................................................. 58 8.2.2 Vitaminas .......................................................................................................................................... 62 8.2.3 Minerales .......................................................................................................................................... 63 8.3 VARIABLES PRODUCTIVAS ................................................................................................................ 66 8.3.1 Consumo Voluntario .................................................................................................................... 66 8.3.2 Ganancia Diaria de Peso ............................................................................................................. 68 8.3.3 Conversión Alimenticia .............................................................................................................. 68 9 CONCLUSIONES ................................................................................................................................................ 71 10 REFERENCIAS ................................................................................................................................................... 72 Anexo I ............................................................................................................................................................................ 85 Anexo II .......................................................................................................................................................................... 87 Anexo III ........................................................................................................................................................................ 90 III Índice de Figuras Figura 1. Estructura del cráneo del conejo mostrando las piezas dentarias……………......................5 Figura 2. Esquema del aparato digestivo del conejo ...................................................................................... 9 Figura 3. Movimiento de la ingesta del conejo a través del segmento íleo-ceco-cólico ................ 19 Figura 4. Canulación a nivel de apéndice cecal de conejas adultas .......................................................40 Figura 5. Canulación a nivel de decimotercer asa cecal en conejas adultas ...................................... 40 Figura 6. Canulación a nivel de colon distal en conejas adultas……………………………………………40 Figura 7. Exposición de la porción intestinal a canular ............................................................................. 44 Figura 8. Inserción de la cánula en el órgano ................................................................................................. 44 Figura 9. Fijación de la cánula en la piel de la pared abdominal ............................................................ 44 Índice de Cuadros Cuadro 1. Requerimientos de vitaminas del conejo alimentado ad Libitum en crecimiento y mantenimiento ................................................................................................................................... 24 Cuadro 2. Requerimientos de minerales del conejo alimentado ad Libitum en crecimiento y mantenimiento ...................................................................................................................................... 25 Cuadro 3. Composición nutrimental de la dieta comercial....................................................................... 37 Cuadro 4. Condiciones estándar y concentración característica de los controles para absorción atómica ...................................................................................................................................................... 48 Cuadro 5. Producción de heces promedio (g) por tratamiento y por semana……………………….51 Cuadro 6. Digestibilidad aparente de la materia seca (%) por tratamiento y por semana ......... 53 Cuadro 7. Producción de cecótrofos (g) por tratamiento y por semana………………………………..55 Cuadro 8. Composición nutrimental de cecótrofos de animales canulados y no canulados ..... .57 Cuadro 9. Concentración de riboflavina y piridoxina en cecótrofos de animales canulados y no canulados ................................................................................................................................................. 62 Cuadro 10. Concentración de minerales en cecótrofos de animales canulados y no canulados ................................................................................................................................................. 63 Cuadro 11. Consumo voluntario de alimento (g) por tratamiento y por semana ........................... 65 Cuadro 12. Ganancia diaria de peso (g) por tratamiento y por semana………………………………..67 Cuadro 13. Conversión alimenticia (g) por tratamiento y por semana ............................................... 68 IV Resumen Se utilizaron 32 conejas de la raza Nueva Zelanda Blanco. Formando cuatro grupos experimentales de ocho conejos cada uno, considerando al animal como la unidad experimental. Grupo uno (T1) considerado testigo o control, grupo dos (T2) animales canulados a nivel del apéndice cecal, grupo tres (T3) animales canulados en decimotercer asa cecal y grupo cuatro (T4) animales canulados a nivel de colon distal. Se evaluaron aspectos fisiológicos (producción de heces, digestibilidad aparente de la materia seca, producción de cecótrofos) y variables productivas (consumo voluntario, ganancia diaria de peso y conversión alimenticia) en animales canulados y no canulados una semana antes de la canulación y tres semanas después de ésta, así como el contenido de nutrientes en cecótrofos (PC, EE, CEN, FDN, FDA, minerales y vitaminas) de la semana uno postcanulación. Se encontró diferencia (p<0.05) entre tratamientos en el tiempo en la producción de heces y entre tratamientos para el contenido de nutrientes (PC, CEN, FDA, Ca y K). Se observó interacción tiempo por tratamiento para la producción de cecótrofos (p<0.0001), el consumo voluntario (p<0.001) y la ganancia diaria de peso (p<0.05), mientras que solo fueron significativas a través del tiempo la digestibilidad aparente de la materia seca y la conversión alimenticia (p<0.05). Los resultados obtenidos muestran que la canulación provoca variaciones en el comportamiento fisiológico y productivo de los animales. La canulación a nivel de colon fue menos favorable que la canulación a nivel cecal, por lo que solo esta última puede resultar útil para obtener información sobre los procesos digestivos y los productos de la digestión in vivo, como lo son los cecótrofos. Palabras clave: Canulación, apéndice cecal, decimotercer asa cecal, colon distal, cecótrofos. V Abstract 32 rabbits of New Zealand White were used. Forming four experimental groups of eight rabbits each, considering the animal as the experimental unit. Group one (T1) is considered a witness or control, group two (T2) cannulated animals at the cecal appendix, group three (T3) animals cannulated in cecal loop thirteenth and group four (T4) animals cannulated at the level of distal colon. Physiological aspects (feces production, apparent digestibility of dry matter and cecotropes production) and productive variables (voluntary intake, daily weight gain and feed conversion) were assessed in cannulated and non cannulated animals one week prior to cannulation and three weeks after this, as well as the content of nutrients in cecotropes (PC, EE, ASH, NDF, ADF, minerals and vitamins) of the week one postcanulación. Difference was found (p <0.05) between treatments at the time in the production of feces and between treatments for nutrient content (PC, ASH, ADF, Ca and K). Time treatment interaction was observed for cecotropes production (p <0.0001), voluntary intake (p <0.001) and daily weight gain (p <0.05), whereas only were significant over time apparent digestibility dry matter and feed conversion (p <0.05). The results show that cannulation induces changes in physiological and productive behavior of animals. Cannulation at colon was less favorable than cecal cannulation, so only the latter can be useful to learn about the digestive processes and products of digestion in vivo, such as the cecotropes. Keywords: cannulation, cecal appendix, thirteenth cecal loop, distal colon, cecotropes. 1 1 INTRODUCCIÓN El conejo se clasifica taxonómicamente dentro del orden LAGOMORPHA y la familia LEPORIDAE, su nombre científico es Oryctolagus cuniculus (Linnaeus, 1758). Esta especie se caracteriza por sus extremidades cortas, pelaje café grisáceo con un poco de rojizo y negro. Las partes ventrales son grisáceas y la parte baja de la cola es blanca. Los individuos melánicos son comunes y puede haber una enorme variabilidad en el tipo de pelaje, color y tamaño. Cuentan con un sentido del oído y del olfato bien desarrollado y poseen diversas formas de comunicación, desde vocalizaciones, hasta golpes con las extremidades posteriores. Una de las principales diferencias entre Lepus y Orictolagus es que en general, las liebres son más grandes y con puntas negras en las orejas. Al nacimiento, los conejos están desnudos, ciegos y totalmente desvalidos en un nido preparado con pelo por la madre, mientras que las liebres, nacen en campo abierto, sin nido, con pelo, ojos abiertos y son capaces de correr en pocos minutos En México, el conejo se encuentra domesticado a lo largo de todo el territorio nacional (Álvarez-Romero, 2005). El conejo es un animal que posee características digestivas intermedias entre los rumiantes y los animales de estómago sencillo o simple (no rumiantes). Sin embargo, nutricionalmente hablando, el conejo es casi tan eficiente como los rumiantes pues procesa y aprovecha forrajes en un grado bastante aceptable. Una gran parte de los procesos digestivos experimentados por los rumiantes son realizados en forma similar en el aparato digestivo de los conejos, pero en forma, ordeny circunstancias diferentes (Martínez, 1993). 2 De una forma similar a los rumiantes, los herbívoros no rumiantes han desarrollado otros compartimentos de fermentación, como el ciego o el colon, con el objetivo de optimizar la acción de los microorganismos sobre la fibra del alimento. Sin embargo, mientras que los rumiantes son capaces de aprovechar la proteína microbiana resultante de estos procesos de fermentación, en los animales no rumiantes este y otros nutrientes es desechado con las heces. Algunas especies, no obstante, han desarrollado mecanismos especiales para aprovechar este material que combina la retención selectiva de líquido y partículas de pequeño tamaño en el ciego con cierta forma de coprofagia. Estos mecanismos se definen como cecotrofia y permite a los lagomorfos nutrirse de los cecótrofos producidos durante la fermentación cecal (Barcells, 1998). Para estudiar de manera amplia la fisiología digestiva en el conejo, se han desarrollado metodologías que permiten conocer cuantitativamente la degradación y absorción de nutrientes en diferentes partes del tracto digestivo. Los primeros estudios de fistulación de órganos del sistema digestivo fueron realizados en rumiantes, con la finalidad de conocer el proceso digestivo y microbiológico del rumen, permitiendo el acceso al órgano para tomar muestras de su contenido para analizarlas (Allen, 2004). En el conejo, la canulación ileal permite medir el flujo y la digestibilidad a nivel del íleon; en último término, con ello se persigue una mejor estimación tanto del valor nutritivo de los alimentos como de su impacto sobre la actividad y estabilidad de la microflora ceco-cólica (Blas, 1999). 3 2 REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 FISIOLOGÍA DIGESTIVA DEL CONEJO De acuerdo a su comportamiento alimenticio, los conejos son considerados animales herbívoros no rumiantes ya que consumen solo material vegetal y poseen un tracto digestivo que alberga una comunidad bacteriana dedicada a la digestión de fibra. Así mismo, los conejos son sub-clasificados por Van Soest como consumidores selectivos (prefieren partes suculentas), ya que estos seleccionan las porciones de la planta menos fibrosas, con mayor contenido de proteínas y carbohidratos. Al poseer un tracto digestivo con adaptaciones anatómicas que le permiten albergar una comunidad microbiana simbiótica compuesta por bacterias y protozoarios que desempeñan funciones digestivas que el hospedero es incapaz de realizar, como la digestión de la celulosa, los herbívoros pueden aprovechar ingredientes de poco valor nutricional para otros animales. De acuerdo a esta característica, los herbívoros se clasifican con base en el sitio donde se lleva a cabo la fermentación microbiana. Es así que existen los fermentadores pregástricos (rumen) y los fermentadores postgástricos (ciego y colon). El conejo se encuentra dentro de la segunda categoría, ya que realiza fermentación cecal (Cheeke, 1987). 4 2.2 APARATO DIGESTIVO DEL CONEJO El aparato digestivo tiene como misión la transformación física y química de los ingredientes de la dieta con el propósito de convertirlos en partículas absorbibles, las cuales serán integradas a diversos procesos metabólicos para la obtención de la energía, y para la construcción de múltiples compuestos orgánicos necesarios para el organismo (Martínez, 1993). 2.2.1 Cavidad oral El proceso digestivo comienza con la ingestión del alimento. El conejo utiliza como órganos prensiles a los belfos e incisivos. Una vez en la cavidad oral, el alimento es sometido a aproximadamente 120 movimientos masticatorios, dependiendo de las características del mismo. La fórmula dentaria de los conejos es la siguiente: I: 2/1, C: 0/0, PM: 3/2 M 3/3 = 28 dientes Poseen un par de incisivos superiores, llamados accesorios, lo cual es la base para la separación taxonómica entre los lagomorfos y roedores. Los incisivos son estructuras de crecimiento constante (10 a 12 cm/año), por ello el conejo tiene la necesidad de roer el alimento con la finalidad de desgastarlos y mantenerlos en un tamaño acorde a su funcionamiento prensil. Debido a esta situación el alimento debe poseer un tamaño y una dureza adecuada para estimular este desgaste. Los dientes premolares no poseen raíz pero presentan en su meseta grietas bien desarrolladas que facilitan la trituración de los alimentos (Figura 1). 5 La lengua tiene forma triangular y posee papilas con botones gustativos bien definidos. El paladar blando es largo y estrecho por lo que el conejo carece de habilidad para vomitar. Posee tres pares de glándulas salivales, las infraorbitales, parótidas y submaxilares (Martínez, 1993). Figura 1. Estructura del cráneo del conejo mostrando las piezas dentarias (Modificado de Martínez, 1993) 2.2.2 Esófago y estómago El esófago tiene tres capas musculares, característica única dentro del reino animal. La porción cardiaca del estómago del conejo es grande, de paredes delgadas, relativamente inmóvil, no glandular, y está delineada con epitelio escamoso estratificado. La capa muscular epicárdica es estriada, y es una extensión del tejido muscular del esófago. El fondo es la región principal secretora del estómago. La región pilórica es fuertemente musculosa. El conejo, como el caballo y la rata, no pueden regurgitar sus alimentos, y el cierre de la válvula pilórica provoca incluso que una leve gastritis llegue ser una condición seria. En 6 los conejos jóvenes, ésta situación en condiciones extremas pueden incluir la ruptura de estómago (Martínez, 1993; Brewer, 2006). El alimento, permanece durante cuatro a seis horas en el estómago, tiempo en el cual es expuesto a secreciones gástricas como el ácido clorhídrico y moco, además de enzimas digestivas de forma similar a las demás especies; por ejemplo la quimosina, presente únicamente en gazapos lactantes, la cual sirve para coagular la leche ingerida. La enzima se secreta solo en cantidades discretas y estructuralmente presenta diferencias con respecto a otros animales domésticos. El estómago del conejo tiene un pH que evoluciona descendentemente con la edad, alcanzando aproximadamente a las 7 semanas de vida un valor que oscila entre 1.0 a 3.0. Durante toda su vida adulta, el pH solo variará entre 1.0 y 1.5, por lo cual el medio estomacal puede considerarse estéril constituyendo una barrera altamente eficiente contra potenciales infecciones microbianas (Martínez, 1993) (Figura 2). 2.2.3 Intestino delgado El intestino del conejo representa el 12% del volumen total corporal (O´Malley, 2005). Es el principal sitio de digestión química y de absorción y está constituido por tres secciones funcionales: duodeno, yeyuno e íleon. El duodeno, la parte de mayor longitud, posee una gran capacidad de movimiento y a través de una acción intensa de agitación mezcla la ingesta, primero con bilis y después con jugo pancreático, lo que neutraliza el pH ácido del alimento proveniente del estómago. El conducto biliar entra en el duodeno proximal. El lóbulo derecho del páncreas se encuentra en el mesoduodeno del asa duodenal. Hay un solo conducto pancreático que se abre en el cruce transversal y 7 ascendente de las asas duodenales. El conducto pancreático drena ambos lóbulos (Harcourt-Brown F, 2002). El yeyuno es la sección más larga del intestino delgado posee agregados de tejido linfoide (placas de Peyer). El extremo distal del íleon tiene un área esférica de paredes gruesas conocida como sacculus rotundus. Esto marca el cruce entre el íleon, ciego y colon. El sacculus rotundus es a menudo llamado "tonsila cecal" a causa de la presencia de tejido linfoide. Este órgano es único para los conejos. Una válvula ileo-ceco-cólica controla el tránsito de la ingesta de íleon al sacculus rotundusimpidiendo el reflujo de la ingesta hacia el íleon. La válvula se abre en el cruce del íleon, colon y ciego (O´Malley, 2005). El intestino delgado en el conejo, funciona de forma similar a otros animales monogástricos (Harcourt- Brown F, 2002) (Figura 2). 2.2.4 Intestino grueso El intestino grueso consiste en el ciego y colon. El ciego del conejo es muy voluminoso (10 veces la capacidad del estómago), representa el 40 % de la capacidad total del sistema digestivo del animal. Es el principal órgano de fermentación del conejo. Este órgano tiene un pliegue en espiral que recorre toda su longitud y durante su estimulación (contracción) permite, según sea el caso, el avance o el retroceso del contenido cecal. Este órgano finaliza en un saco ciego llamado apéndice vermiforme o apéndice cecal. Este apéndice, que contiene tejido linfoide, secreta bicarbonato que amortigua ácidos cecales que al mezclarse con el agua del lúmen cecal forma la pasta cecal (O´Malley, 2005; Harcourt-Brown F, 2002) (Figura 2). 8 El colon es el siguiente segmento del intestino grueso. Se origina a partir de la unión ileo-ceco-cólica. Se divide en tres segmentos, el segmento triplemente haustrado, el cual está conformado por tres hileras de saculaciones separadas entre sí por tres tenias respectivas; el segmento haustrado simple, el cual posee una sola hilera se saculaciones y una gran tenia simple, y el fusus coli, que es un estrechamiento del colon caracterizado por poseer un capa muscular longitudinal y un prominente pliegue longitudinal de la mucosa. El colon distal está exento de saculación alguna. Fisiológicamente, el colon desempeña de manera sobresaliente dos funciones importantes, la separación de las partículas de ingesta de acuerdo a su tamaño y la liberación circadiana de los dos tipos de heces producidas (Martínez, 1993) (Figura 2). 2.3 EL CIEGO DEL CONEJO 2.3.1 Microorganismos cecales La flora cecal es la responsable no solamente de la degradación de la fibra del alimento sino que también los microorganismos que la constituyen son responsables de la síntesis de vitaminas del complejo B y producción de proteínas de alto valor biológico, y en recientes investigaciones se les ha relacionado con el estado de salud del animal al evitar la proliferación en la mucosa cecal de bacterias patógenas como E. coli (Cheeke, 1982; Morisse, 1985). La población microbiana de la mayoría de los mamíferos herbívoros es similar, sin embargo, la excepción a la regla es el conejo, el cual tiene una población microbiana marcadamente diferente. El conejo carece de 9 Figura 2. Esquema del aparato digestivo del conejo (Modificado de Martínez, 1993) 10 microorganismos en el estómago e intestino delgado, esto atribuido a las condiciones virtualmente estériles de estos órganos, mientras que la microbiota del intestino grueso está formada casi en su totalidad por especies del género Bacteroides (bacilos gram negativos, no esporulados y anaeróbios estrictos). La población se complementa por especies de los géneros Bifidobacterium spp., Endophorus spp., Streptococcus spp., y Acuformis spp. También se han observado especies de Clostridium, Peptococcus, Peptostreptococcus, y Fusobacterium adheridas a la membrana mucosa, así como numerosas especies de bacterias anaeróbicas no identificadas (Ress Davis, 2003). Los géneros intestinales comunes como Escherichia coli y Lactobacillus spp, se encuentran ausentes en conejos sanos. La población bacteriana presente tiene la capacidad de utilizar amonio y urea, así como actividad proteolítica. La capacidad celulolítica probablemente está asociada con las especies del género Bacteroides (Cheeke, 1987). En el conejo joven, la flora inicial predominante es E. coli y C. perfringens, posteriormente bacterias de los géneros Bacteroides y Lactobacillus se desarrollan poco después. Conforme aumenta la edad, el proceso de sucesión bacteriana continua, predominando el género Bacteroides (Cheeke, 1987). Se han encontrado en el contenido cecal protozoarios no patógenos, incluyendo protozoarios ciliados morfológicamente similares al género Isotricha spp. presente en los rumiantes, protozoarios flagelados como Eutrichomastix spp., Enteromonas spp., Retortamonas spp. y Entamoeba cuniculi, un organismo ameboide. Además de una cepa específica de Saccharomyces guttulatulus (Ress Davis, 2003) 11 2.3.2 Función cecal El ciego juega un papel importante en la utilización de nutrientes del conejo, cerca del 80% de la digesta es contenida en el estómago y en el ciego. Una importante actividad bacteriana localizada en el ciego y el colon proximal es la responsable de la digestión del 25 al 50% de la materia orgánica (Gidenne, 1996; Bellier, 1996; Bellier, 1995; Makkar, 1987). Además de ser responsables de la fermentación y la degradación de la fibra, los microorganismos cecales del conejo son la principal fuente de producción de vitaminas del complejo B y de la síntesis de proteína de alto valor biológico (Cheeke, 1982). El conejo es un animal herbívoro con un estómago pequeño y un largo tracto intestinal, el cual por ésta característica es comúnmente definido como un área funcional similar al rumen de la vaca. Esto no es correcto, aunque poseen algunas similitudes. Los rumiantes no requieren de aminoácidos esenciales en la dieta, debido a que las bacterias presentes en el rumen los sintetizan. En los conejos la proteína bacteriana sintetizada en el ciego, representa una pequeña contribución para cubrir los requerimientos protéicos, por lo que mayormente estos animales dependen de los aminoácidos de la dieta. Los bovinos son eficientes en la digestión de la fibra, debido a la producción de celulasas por parte de las bacterias ruminales, esto no sucede con los conejos, de hecho la digestión de la fibra en los conejos es menor que en otras especies como la rata y el cerdo. En los rumiantes y los conejos, las bacterias el rumen y del ciego sintetizan cantidades adecuadas de vitamina B, por lo que las vitaminas A, D y E son necesarias en la dieta (Cheeke, 1996). 12 En comparación con los microorganismos ruminales, los microorganismos cecales tienen una baja cantidad disponible de material nitrogenado digestible para ellos proveniente de la digesta, esto debido a que la mayor parte de la fracción digerible de la proteína dietaria es digerida antes del ciego. Debido a esto, una significativa proporción de la proteína bacteriana será sintetizada a partir de la urea y otras fuentes de nitrógeno endógeno (enzimas digestivas y descamación celular; Carabaño, 1988). 2.3.3 Principales productos obtenidos en la fermentación cecal El amoniaco es el principal producto del catabolismo del nitrógeno en el ciego y la principal fuente para la síntesis de proteína microbiana. (Carabaño, 1989) La concentración de amoniaco cecal en las dietas balanceadas se encuentran entre 4.5 y 6 mmol/l, lo cual parece apropiado para la correcta síntesis de proteína microbiana, cuando se compara con la concentración de amoniaco en el rumen (Carabaño, 1989; Fraga, 1991). El incremento de la concentración de amoniaco cecal está ampliamente relacionado con el incremento de la proteína cruda digestible presente en la dieta. Sin embargo, como sucede en el rumen (en la cual la concentración de amoniaco está directamente relacionada con el nivel de degradación de las proteínas de la dieta, pero además es inversamente proporcional a la concentración de los carbohidratos digestibles de la dieta), una relación similar puede observarse en los conejos entre la concentración de amoniaco cecal y la proporción energía digestible : proteína digestible de la ración (Carabaño, 1989; Carabaño, 1997; García, 1995; Motta-Ferreira, 1996). 13 La utilización de fuentes exógenas de nitrógeno no protéico, talescomo la urea, en la síntesis de proteína microbiana han sido observadas, pero solo en situaciones en las cuales la concentración de amoniaco en el ciego es limitada (p. Ej. dietas con bajo contenido de proteína). En estos casos la urea administrada en la dieta suplirá al amoniaco, aunque no de forma satisfactoria. Sin embargo, si la urea es administrada directamente al ciego, se ha observado una rápida degradación de esta a amonio (Makkar, 1990). Los incrementos en la fibra dietaria han mostrado disminuir el contenido en la proteína cruda de las heces blandas; debido a que la eficiencia de los microorganismos cecales para sintetizar proteína decrece, asociada a un tiempo de retención cecal corto, cuando se incrementa el contenido de fibra (Carabaño, 1988; García, 1995; Johnson-Delaney, 2006; García, 2000). El almidón no digerido en el intestino delgado es fermentado por la microflora en el segmento ceco-cólico en lactato y ácidos grasos volátiles (AGV), siendo absorbidos in situ. Varios estudios han mostrado la presencia de amilasas en el ciego, la mayoría de estas investigaciones sugieren que estas amilasas son de origen microbial además de las que provienen del íleon con la digesta (Yoshida, 1968). La actividad de las amilasas en ciego es doblemente mayor en el contenido cecal del conejo que en el contenido ruminal (Makkar, 1987). En los rumiantes, los AGV, productos finales de la fermentación en el rumen, son absorbidos a través de la pared ruminal hacia la sangre portal y constituyen la primera fuente de energía absorbida. En dietas altas en fibra, el ácido acético es el producido en mayor cantidad en el rumen, así como en dietas altas en concentrado la producción de ácido propiónico se ve incrementada. El 14 ácido butírico generalmente es producido solo en pequeñas cantidades, siendo entre el 5 y 10% del total de los AGV. El butirato, en los rumiantes, es metabolizado durante la absorción a cuerpos cetónicos y β-hidroxibutirato (Cheeke, 1995). En el conejo, los AGV son producidos en el ciego como parte de la fermentación bacteriana. Se estima que proveen del 12 al 40% de los requerimientos de energía de mantenimiento. Además, se ha demostrado que los AGV son la principal fuente de energía para el metabolismo de los tejidos de la última porción del tubo digestivo, esto debido a que los epitelios del colon requieren de una gran cantidad de energía para las reacciones involucradas en la absorción de electrolitos y otros nutrientes. El ácido butírico es el más utilizado para el metabolismo del intestino grueso, seguido por el propionato y el acetato. (Hoover, 1972; Marty, 1984; Parker, 1976). La producción y distribución de los AGV es diferente en el conejo que en los rumiantes, en contraste con los rumiantes, en los cuales el butirato es producido en mucho menor cantidad que el acetato y el propionato, en el conejo el butirato es producido en cantidades considerablemente mayores que el propionato. Esto puede ser reflejo de la inusual población microbiana que posee el ciego del conejo, la cual es dominada por especies del género Bacteroides, los cuales, por lo regular, son organismos productores de butirato, mientras que los Lactobacillus, los cuales son productores de lactato y propionato, se encuentran en cantidades insignificantes (Cheeke, 1987; Vernay, 1984). El ácido láctico es rápidamente metabolizado en el ciego del conejo a acetato y posiblemente a propionato. El lactato que se encuentra en sangre, proviene principalmente de la fermentación que se lleva a cabo dentro del 15 cecótrofo en el estómago, donde éste permanece intacto por lo menos seis horas antes de ser digerido, tiempo durante el cual las bacterias que contiene fermentan carbohidratos, produciendo lactato como producto final (Griffith, 1963; Parker, 1976; Vernay, 1986). En los rumiantes los ácidos grasos insaturados son hidrogenados en el rumen, convirtiéndose en ácidos grasos saturados. En los conejos las grasas son digeridas en el intestino delgado. Los ácidos grasos que no son digeridos pasan al intestino grueso y son excretados en las heces como jabones, o entran en el ciego, donde los ácidos grasos insaturados son hidrogenados por la microflora cecal (Fernández, 1994; Gidenne, 1996). Los cuyes poseen, al igual que el conejo, un ciego alargado en el cual se lleva a cabo fermentación. Se ha observado que en el ciego del cuye se producen AGV y que en contraste con lo observado en el conejo, en el cual el butirato es el más importante, en los cuyes, el butirato es el AGV de menor producción (Henning, 1970). Al igual que en el conejo, el cobayo lleva a cabo la cecotrofia, la cual resulta ser más eficiente en la utilización de proteína y en el aporte de vitaminas del complejo B. (Sharkey, 1971) Los microorganismos del ciego, son los responsables de la síntesis de fitasas que permiten romper los enlaces de los fitatos haciendo que tras la ingestión de las heces blandas los conejos puedan aprovechar el fósforo de origen vegetal. (Gutiérrez, 2000) 16 2.4 CECOTROFIA 2.4.1 Definición y función biológica La cecotrofia es un mecanismo que combina una especialización de la coprofagia (reingestión del material cecal) con una retención y excreción selectiva de líquidos y partículas de pequeño tamaño en el ciego (Pérez, 1997). Los conejos empiezan a consumir los cecótrofos entre la segunda y tercera semana de edad, cuando empiezan a comer alimentos sólidos (Johnson-Delaney, 1997). Tras el destete, la producción de heces blandas se incrementa linealmente hasta llegar a un máximo de 25 g de MS/día (63 y 77 días de edad). Este periodo corresponde con las máximas necesidades de crecimiento y con el máximo incremento en el consumo del alimento (DeBlas, 1998). La cecotrofia permite al conejo aprovechar ciertos nutrientes de un elevado valor biológico (vitaminas y proteínas) sintetizadas por la flora cecal. A diferencia de los rumiantes, que experimentan la fermentación en un segmento digestivo anterior al intestino delgado, el conejo experimenta la fermentación a nivel posterior de este, y ello significa que de no practicar la cecotrofia, todos los beneficios derivados de la fermentación se eliminarían con las heces (Pérez, 1997). A través de la cecotrofia los conejos obtienen múltiples beneficios, como: Mejor utilización de la materia seca y de las proteínas. Aporta entre el 5 y 18% de la materia seca ingerida durante el día. Aporta del 15 al 30% del nitrógeno ingerido. Aporta entre el 10 y el 30% de la energía metabolizable requerida. 17 Aporta las cantidades necesarias de vitaminas del complejo B y de vitamina K. Cubre los requerimientos de varios minerales gracias a la recuperación de los mismos. Mantiene la salud del animal evitando la proliferación de bacterias patógenas (Martínez, 1993) 2.4.2 Formación de heces duras y cecótrofos La ingesta es descargada dentro del área ceco-cólica encontrándose uniformemente mezclada. El ciego se encuentra continuamente en movimiento mezclando el contenido por medio de contracciones hacia adelante y atrás a través de toda su longitud. Esto asegura un flujo continuo del material entre el ciego y colon proximal. La separación de partículas grandes de las pequeñas y del fluido ocurre mecánicamente. Movimientos peristálticos mueven la ingesta hacia el colon. Las partículas grandes (más de 3 mm de diámetro) siendo de menor densidad, tienden a acumularse en el lumen, mientras las partículas pequeñas (menos de 3 mm de diámetro) y los líquidos, siendo más densos, tienden a acumularse hacia la periferia. Contracciones de las haustras (saculaciones en la pared del colon formadas por el arreglo de sus fibras musculares) mueven el material de manera retrógrada hacia el ciego (Cheeke, 1987; Carabaño, 1998) (Figura 3). Las partículas pequeñasy líquidos son retenidos por tiempos prolongados en el ciego, donde la fermentación ocurre, mientras las partículas grandes son eliminadas rápidamente. El material que entra al colon proveniente del ciego es denso y pastoso. Para la separación de partículas de acuerdo a su 18 densidad, la secreción de fluido dentro del colon es necesaria. La dilución del contenido ocurre aproximadamente 10 cm distal a la unión ceco-cólica durante ciertos periodos en el día. Así, esta secreción activa de fluido es una parte esencial del mecanismo de excreción selectiva del ciego-colon (Cheeke, 1987). Figura 3. Movimiento de la ingesta del conejo a través del segmento íleo-ceco-cólico (Modificado de Blas, 1998) El conejo produce dos tipos de excretas: heces duras y heces blandas o cecótrofos. La producción de heces duras se realiza en las haustras del colon. Las contracciones segmentales ocurren separando la digesta del material fecal, mientras las contracciones haustrales mueven el agua de regreso hacia el ciego. Así, esta separación mecánica de agua, con la consecuente absorción de ésta, produce las heces duras (Cheeke, 1987). Las heces blandas (5 mm diámetro) 19 están conformadas por contenido cecal pero, a diferencia de las heces duras, contienen más humedad, proteínas y minerales y una menor cantidad de fibra. Los cecótrofos están rodeados por una membrana mucilaginosa secretada por las células globosas o productoras de moco del colon. Estas heces blandas son tomadas directamente del ano con la boca del animal y son tragadas sin ser masticadas, y permanecen por varias horas en el estómago (3 a 6 horas) después de haber sido consumidas, coincidiendo generalmente con la noche. El revestimiento de moco las protege de la digestión a éste nivel (Cheeke, 1987; Johnson Delaney, 1996-97; Carabaño, 1998; Romero, 2008). 2.4.3 Control biológico de la cecotrofia Las prostaglandinas endógenas juegan un papel importante en la función motora involucrada en la producción de las heces blandas. La PGE2 y la PGF2α producen inhibición de los movimientos del colon proximal, estimulación del colon distal y la producción de las heces blandas. Cambios en la concentración de AGV y del pH cecal, derivados del consumo de alimento, se proponen como las primeras señales que desencadenan la excreción de cecótrofos. El fusus coli aparentemente actúa como marcapasos en el control de las contracciones en la excreción de los dos tipos de heces. El arribo de los cecótrofos al ano desencadena una respuesta neural en la que el conejo lame el área anal, traduciéndose en el consumo de cecótrofos (Cheeke, 1987; Carabaño, 1998). 20 2.4.4 Patrones de excreción de heces duras y cecótrofos Los términos heces diurnas y heces nocturnas son utilizados para referirse a las heces duras y a las heces blandas respectivamente, sin embrago, los excreción de cecótrofos también ocurre durante las horas del día (Cheeke, 1987). Las heces blandas son excretadas de acuerdo a un ritmo circadiano. Mientras el consumo de alimento y la excreción de heces duras ocurren durante las tardes (en ausencia de luz en condiciones naturales), las heces blandas son liberadas por la mañana. La mayoría de los conejos muestran patrones monofásicos de excreción de cecótrofos desde las 8:00 h a las 17:00 h, con un máximo de 12 horas. Sin embargo, otros muestran un patrón difásico, con un segundo periodo de excreción durante la noche. La ocurrencia de patrones difásicos es más frecuente cuando la duración de los periodos de luz es reducida. Bajo condiciones de luz continua (24 horas) la cecotrofia se desarrolla libre y monofásicamente. Durante un periodo de cecotrofia duradero (7 a 9 horas), hay una ausencia de excreción de heces duras y bajo consumo de alimento. El consumo de alimento y la excreción de heces duras ocurren a lo largo del periodo complementario, mostrando dos fases. El consumo de alimento comienza en torno a las 15:00 h y alcanza un máximo a las 18:00 h. Después de éste periodo, los conejos reducen el consumo hasta las 2:00 h y una nueva fase comienza, alcanzando un nuevo pico a las 6:00 h. La segunda fase termina a las 8:00h. La excreción de heces duras (de las 18:00 h a las 8:00 h) muestra un patrón similar, con dos picos a las 0:00 h y las 6:00 h. La edad del conejo, su estado fisiológico y el acceso restringido al alimento pueden alterar este patrón. Se ha observado que los conejos destetados a las seis 21 semanas muestran una gran incidencia de patrones difásicos y un periodo de cecotrofia más largo que los adultos (14 semanas de edad) de las 4:00 h a las 12:00 h y de las 22:00 h a las 0:00 h. Durante el periodo de lactación se exhibe un ritmo alternado de excreción de cecótrofos y heces duras. La cecotrofia ocurre durante dos periodos desde las 2:00 h a las 9:00 h (40% de la excreción total) y de las 13:00 h a las 17:00 h (60% de la excreción total), con una carencia de excreción de las 9:00 h a las 13:00 h. Todas estas descripciones han sido tomadas bajo condiciones de alimentación ad libitum. Cuando el régimen alimenticio es modificado a un acceso restringido de alimento, el ritmo de excreción es profundamente alterado sea cual fuere la duración del periodo de luz. En esta situación, el tiempo de excreción de cecótrofos dependerá de la distribución de la alimentación (Carabaño, 1998; Romero, 2008). 2.4.5 Composición nutrimental de los cecótrofos Los cecótrofos representan entre el 10 y 15% de la ingestión total diaria de MS del conejo, lo que representa alrededor del 50 al 60% del nivel de fibra cruda y una alta proporción de proteína (entre un 23 y 33% de la MS), de la cual alrededor del 50% es de origen microbiano (Carabaño, 1998; Ress Davis, 2003). La proteína presente en las heces blandas permite cubrir un 15% de las necesidades proteicas del gazapo en crecimiento (Romero, 2008). Los cecótrofos contienen altos niveles de ácidos grados de cadena corta, vitaminas del complejo B (que pueden incluso exceder los requerimientos del animal), Na, K y agua. Representan más de 30% del nitrógeno consumido (Stevens, 1998). Por lo tanto, suponen un aporte significativo de proteína para el animal (aproximadamente un 15% de sus 22 necesidades totales) y aún mayor de aminoácidos azufrados, lisina y treonina (17, 18 y 21%, respectivamente; Nicodemus, 1999). 2.4.6 Fibra y proteína, factores determinantes de la producción de cecótrofos En los conejos, la fibra dietética tiene un papel fundamental en el mantenimiento de la salud intestinal pues estimula la motilidad intestinal y con ello la prevención de enteritis (Irlberk, 2001). La fibra es el constituyente mayoritario de la ración ofrecida a los conejos representando entre un 40 y un 50% de la misma. Su importancia radica en su influencia sobre la velocidad de transito, ya que evita la acumulación de la digesta en el ciego lo cual podría reducir el consumo de alimento. Además constituye un sustrato importante para el crecimiento de la microbiota. Ambos factores relacionados directamente con la salud y los rendimientos productivos del conejo (García, 2006; García, 2000). En comparación con otros herbívoros, la capacidad de los conejos para digerir la fibra es relativamente baja (14% para el heno de alfalfa comparado con un 44% en la vaca, 41% en caballos y 22% en cerdos; McNitt, 2000). La composición de las heces duras y de los cecótrofos está influenciada por la dieta. Si la concentración de la fibra dietaria se incrementa, la composición de las heces duras y los cecótrofos también se incrementan. Por lo tanto, la fermentación de la fibra no parece ser mayor con la cecotrofia (Irlberk, 2001). La cecotrofia requiere de una dieta alta en fibra para funcionar correctamente (12 a 16 % FC; Hand, 2000).Dietas bajas en fibra (-10 % FC) aumentan el tiempo de retención cecal y promueven hipomotilidad de todo el 23 intestino, lo que reduce aún más la producción de cecótrofos. Cuando un animal se alimenta con una dieta con bajo aporte de energía, la ingestión de cecótrofos se maximiza (Johnson Delaney, 1997; Irlberk, 2001; Hand, 2000). Cuándo un animal se alimenta con una dieta ad libitum, la concentración de proteína y fibra afectan el consumo de cecótrofos. Los niveles bajos de proteína de la dieta suministrada a los conejos aumentan el consumo de cecótrofos y los altos niveles de proteína causan una disminución del consumo de cecótrofos, que parece ser un mecanismo que escatima la proteína. Por lo tanto, una dieta alta en proteínas y baja en fibra reduce el consumo de cecótrofos (Johnson-Delaney, 1996-97; Irlberk, 2001). Se ha comprobado que la cecotrófia aumenta la digestibilidad proteica (50% vs. 75 a 80% para la alfalfa) de los forrajes en conejos. Aun así, se debe tener cuidado cuando la alimentación tiene altos niveles de proteínas en la dieta porque el exceso de proteínas puede aumentar los niveles de amoníaco cecales, ocasionando un aumento en el pH cecal Este aumento en el pH puede permitir a los agentes patógenos prosperar y puede aumentar el potencial de enteritis (Irlberk, 2001). 2.5 VITAMINAS EN LA NUTRICIÓN DEL CONEJO Las vitaminas son compuestos orgánicos necesarios en pequeñas cantidades para el crecimiento normal y mantenimiento de los animales, las plantas y los demás seres vivientes. En el caso de los conejos, los requisitos vitamínicos (Cuadro 1) en general son bajos (mg/d), ya que algunas vitaminas 24 pueden ser fabricadas por el propio organismo del animal mientras que otras deben ser suplidas en la dieta. Cuadro 1. Requerimientos de vitaminas del conejo alimentado Ad Libitum en crecimiento y mantenimiento (Porcentaje o cantidad por Kg en la dieta) (Modificado de NRC, 1977) Vitamina a Crecimiento Mantenimiento Vitamina A (UI) 580 - c Vitamina E (mg) 40 e - c Vitamina D - d - d Vitamina K (mg) - f - f Niacina (mg) 180 - g Piridoxina (mg) 39 - g Colina (g) 1.2 b - g a Vitaminas que no figuran indican dietética necesidad desconocido o no demostrado b No puede ser mínimo, pero se sabe que es suficiente c Requisito cuantitativo no determinado, pero se demostró necesidad en la dieta d Probablemente se requiera, la cantidad desconocida e Estimado f Síntesis intestinal probablemente adecuada. g La dieta necesidad desconocido. Las vitaminas solubles en agua son: tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), colina (B4), piridoxina (B6), ácido pantoténico (B5), biotina (B8), ácido fólico (B9), cianocobalamina (B12) y vitamina C. Ninguna de estas vitaminas, aunque vitales para el funcionamiento normal del organismo, son necesarias en la dieta del conejo debido a que son sintetizadas por las bacterias presentes en el ciego, por lo tanto los conejos las obtienen durante la cecotrofia (Cheeke, 1987). 2.6 MINERALES EN LA NUTRICIÓN DEL CONEJO Los minerales tienen diversas funciones en el organismo del conejo. Algunos son parte de la estructura del cuerpo y otros pueden regular los procesos 25 biológicos de los fluidos, como la sangre. Los elementos minerales que el animal necesita en mayor cantidad (g/d) se les llaman macroelementos y aquellos que se requieren en menor cuantía (mg/d) se les denominan microelementos (Cuadro 2). Cuadro 2. Requerimientos de minerales del conejo alimentado Ad Libitum en crecimiento y mantenimiento (Porcentaje o cantidad por Kg en la dieta) (Modificado de NRC, 1977) Mineral a Crecimiento Mantenimiento Calcio (%) 0.4 - c Fósforo (%) 0.22 - c Magnesio (mg) 300-400 300-400 Sodio (%) 0.2 b, d 0.2 b, d Cloro (%) 0.3 b, d 0.3 b, d Potasio (%) 0.6 0.6 Hierro - c - c Cobre (mg) 3 3 Iodo (mg) 0.2 b 0.2 b Manganeso (mg) 8.5 e 2.5 e Zinc - c - c a Minerales que no figuran indican necesidad dietética desconocida o no demostrada b No puede ser mínimo, pero se sabe que es suficiente c Requisito cuantitativo no determinado, pero se demostró necesidad en la dieta d Pueden ser satisfechas con 0,5 por ciento de NaCl e Construcción de la cantidad por conejo por día con un consumo de alimento seco de 60 g por día para un conejo de 1 kg Así los macroelementos son calcio, fósforo, magnesio, azufre, sodio, cloro y potasio y los llamados microelementos son hierro, manganeso, zinc, cobre, yodo, cobalto, molibdeno y cromo. 2.6.1 Macroelementos El calcio es el componente mayoritario del esqueleto. Se encuentra aproximadamente en un 99 % en los huesos y los dientes. Además interviene en 26 la coagulación de la sangre, en la contracción muscular, en el funcionamiento del músculo cardíaco, en el equilibrio electrolítico de la sangre y en la transmisión de los impulsos nerviosos al tejido muscular. Los requerimientos de este elemento en la dieta son mayores en animales jóvenes en crecimiento que en las demás etapas productivas (Cheeke, 1995; DeBlas, 1998; NRC, 1977). En el conejo los niveles sanguíneos de calcio se incrementan a medida que aumenta su consumo, reflejando los niveles de calcio en la dieta (DeBlas, 1998). Estos animales absorben eficientemente el calcio y la principal ruta de excreción del elemento es la orina (NRC, 1977). La absorción del elemento se lleva a cabo mediante la interacción de la hormona paratiroidea (PTH) y el 1, 25 dihidroxicolecalciferol (1, 25 OHD3). El descenso en la calcemia determina la secreción de la PTH, estimulando la conversión enzimática de la 1 OHD3 en 1, 25 OHD3 en el riñón, la cual pasará a la sangre para ser transportada hacia el intestino, donde estimula la formación de proteína ligadora de calcio, que interviene en el transporte de calcio del intestino a la sangre. Una vez absorbida la cantidad de calcio necesaria, se eleva la calcemia, se inhibe la secreción de la PTH que a su vez deja de activar a la vitamina D. En el conejo este mecanismo no parece funcionar de éste modo, el calcio es absorbido en el intestino delgado en una proporción directa con su concentración en la dieta, sin tener en cuenta las necesidades metabólicas. Así, el exceso de calcio en la sangre por encima del umbral renal es excretado en la orina como un precipitado blanco y cremoso (Cheeke, 1995; DeBlas, 1998). Al igual que el calcio, el fósforo es un componente mayoritario del hueso. Este elemento, juega un papel crítico en el metabolismo energético como constituyente del ATP y carbohidratos fosforilados y derivados. Además, muchos 27 compuestos requieren la presencia de uno o más grupos fosfato. La absorción de este mineral es poco conocida, sin embargo se conoce que también está regulada por un metabolito de la vitamina D (1, 25 OHD3). Un factor muy importante en la disponibilidad del fósforo en los animales no rumiantes es la presencia de fitatos y fitasas en el material vegetal. Los fitatos no son degradados por enzimas animales. En el conejo los fitatos son bien utilizados debido a la producción de fitasas por los microorganismos cecales. El metabolismo y los requerimientos de calcio y fósforo están estrechamente relacionados, de hecho la leche de las conejas guarda una constante proporción de 2:1 entre ambos minerales a lo largo del periodo de lactancia. Esta relación de rango parece no ser crítica en esta especie, ya que se obtienen resultados satisfactorios con rangos más amplios que el antes mencionado (Cheeke, 1996; Cheeke, 1995; DeBlas, 1998). El magnesio es un componente mayoritario de los huesos (aproximadamente 70 %). Es un importante cofactor en la actividad de las enzimas que participan en el metabolismo energético y en la transmisión de los impulsos nerviosos. Una deficiencia de magnesio causa convulsiones, hiperirritabilidad y muerte. Su deficienciaen conejos es poco común ya que la alfalfa es una excelente fuente de ese mineral. El exceso de este elemento, al igual que el calcio, es eliminado a través de la orina (Cheeke, 1996; Cheeke, 1995; DeBlas, 1998). El sodio, el cloro y el potasio son importantes para el buen funcionamiento de la sangre y de otros fluidos, incluyendo el pH y las relaciones osmóticas. Cuando ocurren diarreas, estos elementos se pierden por medio del intestino causando deshidratación y posiblemente la muerte. Estos elementos son llamados 28 electrolitos por su función bioquímica. El potasio juega un papel importante en la regulación del equilibrio ácido base, para el buen funcionamiento del corazón y como cofactor de diversas enzimas. Se encuentra en mayor concentración en el interior de la célula (25 veces más que en el plasma). Su deficiencia ocasiona distrofia muscular. El sodio está involucrado en la regulación de la presión osmótica. En contraste con el potasio, este elemento se concentra en el plasma, fuera de las células. El exceso de sodio en forma de sal (NaCl) resulta detrimental para el crecimiento (Cheeke, 1996; Cheeke, 1995; DeBlas, 1998; NRC, 1977). 2.6.2 Microelementos El hierro es un componente esencial de diversos pigmentos respiratorios como la hemoglobina, mioglobina, citocromos y enzimas como la catalasa y peroxidasa, que intervienen en el transporte de oxígeno en la sangre. Los conejos son capaces de pasar una cantidad razonable de hierro a través de la placenta. La deficiencia de hierro en el conejo produce anemia microcítica hipocrómica. (Cheeke, 1996; Cheeke, 1995; DeBlas, 1998; NRC, 1977). El cobre forma parte de varias metaloenzimas como la citocromo oxidasas, que interviene en la respiración celular y la lisil oxidasa que es importante en la formación de tejido conectivo. Es importante en el metabolismo del hierro y su deficiencia ocasiona una baja utilización de este último elemento causando anemia. La deficiencia de cobre ocasiona que en los conejos de pelo negro éste adquiera un tono grisáceo. El cobre ayuda a promover el crecimiento y la eficiencia alimentaria y reduce la enteritis (Cheeke, 1996; Cheeke, 1995; DeBlas, 1998). 29 El manganeso es importante en la formación de la matriz orgánica de mucopolisacáridos del hueso. Este elemento es el cofactor de la enzima galactotransferasa que participa en la formación del mucopolisacárido. La deficiencia ocasiona malformación del sistema esquelético, incluyendo huesos frágiles (Cheeke, 1995; McNitt, 2000). El zinc forma parte de numerosas metaloenzimas, como la timina quinasa, que interviene en la biosíntesis de la forma activada de la timina, base pirimídica que forma parte de los ácidos nucléicos. La deficiencia provoca trastornos en la reproducción, dermatitis y detención del crecimiento (Cheeke, 1995; McNitt, 2000). 2.7 LA CANULACIÓN COMO HERRAMIENTA EN LA INVESTIGACIÓN NUTRICIONAL Para conocer de forma más precisa la digestión en el conejo, se han creado modelos experimentales basados en el empleo de animales portadores de una cánula ileal en T. Los resultados obtenidos muestran que la recuperación de los conejos a la cirugía es rápida y satisfactoria. Además los procedimientos estresantes necesarios para valorar la digestibilidad ileal, como las colectas de digesta ileal y la prevención de la cecotrofia, no parecen afectar a la ingestión de alimento y el claro descenso de la digestibilidad fecal de la proteína cruda en conejos portadores de cánula ileal no comprometen gravemente la utilidad de la cánula ileal en T (Gidenne, 1988; Blas, 1999). En la mayoría de los estudios realizados sobre la fermentación cecal se utiliza material tomado de animales recién sacrificados extrapolando los resultados a la situación in vivo. Esta técnica, consiste en la remoción de la parte terminal del 30 intestino de animales anestesiados o recientemente sacrificados, con la posterior recolección manual de la digesta. La técnica presenta varias desventajas, ya que solo proporciona una observación por animal, por lo que los animales no pueden ser usados como sus propios testigos (Parra, 2009; Cervantes, 2000). Además, es complicado obtener muestras adecuadas de heces (para estudios de digestibilidad de energía) y de dietas altamente digestibles, lo que conlleva a la utilización de un mayor número de animales (Parra, 2009). Por el contrario cuando se emplea la técnica de canulación existe la posibilidad de tomar varias muestras de un mismo animal a diferentes tiempos y durante un tiempo prolongado; además, los animales fistulados se pueden usar en diferentes experimentos, reduciendo así el número de animales necesarios para este tipo de estudios (Bellier, 1996; Bellier, 1995; Dihigo, 1997). El volumen de contenido intestinal obtenido por el método de canulación es mayor que el del método de sacrificio, por lo que es más representativo de la dieta consumida. En el método de sacrificio no es posible medir el valor del flujo de la digesta en los animales sacrificados, debiéndose trabajar más rápido debido a que las enzimas presentes en el contenido intestinal actúan sobre la degradación de éste y además ocurren procesos fermentativos que no se producen con la técnica de canulación. En el método de sacrificio, se observa un ligero aumento en el proceso de descamación de las células epiteliales que no tiene lugar cuando se emplean técnicas quirúrgicas (Dihigo, 1997). De ahí la importancia de la utilización de cánulas, con el propósito de obtener muestras de material cecal directamente del animal con un mínimo de disturbios en el funcionamiento normal del tubo digestivo (Bellier, 1995). 31 La fistulación cecal o cecotomía es la comunicación del ciego con el exterior a través de un orificio que se ocluye con una cánula apropiada (Allen, 2004). La canulación a nivel cecal permite realizar estudios directos sobre la microflora presente en el ciego, sobre la fermentación que llevan a cabo estos microorganismos; además, permite la medición de la producción de diversos metabolitos como el amonio y los ácidos grasos volátiles que ahí se producen y se absorben, así como la presencia de vitaminas producidas por los microorganismos. Además, puede ser evaluada la permanencia de la digesta en el ciego, así como los cambios de pH producidos por los diferentes componentes de la dieta (Bellier, 1996; Bellier, 1995). Las ventajas que puede proporcionar la canulación tanto ileal como cecal en la investigación de la nutrición de los conejos es muy amplia. Puede mostrar el efecto de factores de la dieta, edad y condición animal sobre la digestibilidad de aminoácidos y otros nutrientes. Pueden permitir el seguimiento de productos enzimáticos e inóculos en el tubo digestivo y evaluar su desempeño de una forma directa (Bellier, 1995). 2.8 CARACTERÍSTICAS PRODUCTIVAS DEL CONEJO La cunicultura representa una alternativa para producir proteína animal de excelente calidad y a bajo costo, sustentada en la alta eficiencia reproductiva del conejo. Después del pavo y el pollo, el conejo es un animal considerado altamente eficiente para producir carne, ya que en comparación con otras especies domésticas, el conejo aporta una buena cantidad de kilogramos de carne en 32 proporción a su peso corporal y en función al tiempo de producción (Martínez, 1993). Una coneja adulta es capaz de producir 25.2 gazapos destetados anualmente, los cuales al ser llevados al sacrificio se traducen en 48.6 kg de peso vivo por coneja por año (Palma, 2010). Las particularidades del sistema digestivo de los conejos determinan que puedan ser criados con alimentos que en otras especies no rumiantes generan baja productividad. De esta manera, esta especie es adecuada para lograr una eficiente utilización de fuentes fibrosas de poco valor nutritivo para otras especiesproduciendo carne baja en colesterol y sodio. Lo anterior se puede vincular a la posibilidad de que el conejo doméstico puede tomar cada vez más importancia en el abastecimiento de carne para México, especialmente porque no compite por los granos y cereales con el hombre como lo hacen otros animales domésticos, como las aves y los cerdos (Martínez, 1993; Nieves, 2009; Cheeke, 1996). La carne de conejo es un producto cuyas características resultan benéficas para la salud y nutrición humana, ya que es una carne rica en proteínas, vitaminas y minerales, es de fácil digestibilidad, reducida en calorías y con bajos porcentajes de materia grasa y colesterol. Además, se ha demostrado que el perfil de ácidos grasos (omega 3) presente en la carne puede ser modificado por el tipo de ácidos grasos presentes en la dieta, permitiendo la manipulación de los ingredientes en la ración, con la finalidad de mejorar la calidad de la materia grasa. Por todo ello constituye un alimento adecuado a regímenes alimentarios orientados a prevenir o atenuar enfermedades cardiovasculares, siendo también recomendado en la alimentación de niños y ancianos (Martínez, 1993; Neri, 2007). 33 3 JUSTIFICACIÓN La fistulación y canulación de animales a diferentes niveles del tubo digestivo es una herramienta para obtener información sobre los procesos digestivos y los productos de la digestión in vivo. La utilización de cánulas evita que el animal tenga que ser constantemente anestesiado para obtener muestras por punción, o ser sometido a eutanasia. Sin embargo la utilización de estas puede promover un cambio en el ambiente anaerobio del aparato digestivo y por tanto en la digestión y productos de ésta, por tal motivo es importante evaluar el efecto de estas cánulas sobre el desempeño digestivo, utilizando para tal motivo a los cecótrofos de animales canulados y no canulados como parámetro comparativo. 34 4 HIPÓTESIS La utilización de cánulas en conejos Nueva Zelanda Blanco no alterará aspectos fisiológicos como producción de heces, producción de cecótrofos y digestibilidad de la materia seca. La utilización de cánulas en conejos Nueva Zelanda Blanco no alterará la concentración de proteína cruda, extracto etéreo, cenizas, fibra detergente neutra, fibra detergente ácida, minerales y vitaminas hidrosolubles, en cecótrofos. La utilización de cánulas en conejos Nueva Zelanda Blanco no alterará variables productivas como consumo voluntario, ganancia diaria de peso y conversión alimenticia. 35 5 OBJETIVOS GENERALES Evaluar el efecto de la canulación sobre los productos de la digestión del conejo a través de la producción de cecótrofos y la concentración de nutrientes en éstos. Evaluar el desempeño productivo de conejos canulados a nivel de apéndice cecal, decimotercer asa cecal y colon distal. 5.1 Objetivos específicos Evaluar la producción de heces y cecótrofos en conejos canulados y no canulados Evaluar el efecto de la canulación en la digestibilidad aparente de la materia seca (MS) en conejos canulados y no canulados. Evaluar el contenido de MS, proteína cruda (PC), extracto etéreo (EE), cenizas (CEN), fibra detergente neutra (FDN) y fibra detergente ácida (FDA) en cecótrofos de conejos canulados y no canulados. Evaluar la concentración de Ca, Mg, Na, K, Cu, Fe, Mn y Zn en cecótrofos de conejos canulados y no canulados. Evaluar la concentración de vitaminas del complejo B (riboflavina y piridoxina) en cecótrofos de conejos canulados y no canulados. Evaluar el consumo voluntario de conejos canulados y no canulados. Evaluar la ganancia diaria de peso de conejos canulados y no canulados. Evaluar la conversión alimenticia de conejos canulados y no canulados. 36 6 MATERIALES Y MÉTODOS 6.1 LOCALIZACIÓN Este trabajo se realizó en un centro de producción cunícola particular, ubicado en Calle Sur 80 No. 155 en la colonia San Agustín 3ra. Sección B, del municipio de Ecatepec de Morelos en el Estado de México, el cual geográficamente se encuentra referido a los paralelos 19º 19´ 24” latitud norte y a los 19º 19´ 49” longitud oeste del meridiano de Greenwich y una altitud de 2,200 a 2,600 msnm. El municipio colinda al norte con el municipio de Tecámac; al sur con el municipio de Nezahualcóyotl y el Distrito Federal; al oriente con los municipios de Acolman y Atenco, y al poniente con Tlalnepantla y el Distrito Federal. El clima es templado, subhúmedo con lluvias en verano. Se registra una temperatura media anual de 13.8ºC y una máxima de 30ºC; en los meses de marzo, abril, mayo, junio y julio se tienen cambios muy variables de temperatura, siendo la mínima de 7ºC en invierno. La precipitación pluvial promedio anual es de 584 mm y en los meses de junio, julio, agosto y en septiembre se registra la máxima precipitación (SEGOB, 2011). La fase de laboratorio se llevó a cabo en los laboratorios de Bromatología, Microbiología Ruminal y Toxicología del Departamento de Nutrición Animal y Bioquímica, así como, en el laboratorio de Farmacología Veterinaria, del Departamento de Fisiología y Farmacología. Ambos departamentos pertenecientes a la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Nacional Autónoma de México. 37 6.2 DISEÑO EXPERIMENTAL 6.2.1 Población Se utilizaron 32 conejas recién destetadas, con un rango de peso de 700 a 800 g de la raza Nueva Zelanda Blanco. Las conejas fueron alojadas en un módulo de engorda que consta de 32 jaulas de alambre galvanizado de 60 cm de ancho, 90 cm de largo y 40 cm de alto. Cada jaula contó con un comedero individual tipo botella o “J” y un bebedero automático individual de tipo chupón. 6.2.2 Alimentación Como alimento se proporcionó a los animales una dieta comercial, de la cual se presenta la composición nutrimental (Cuadro 3). Se ofrecieron 300 g de alimento en la semana cero y la semana uno, posteriormente se aumentó la cantidad de alimento a 350 g en la semana dos y semana tres del periodo experimental. Estas cantidades permitieron medir el consumo voluntario de alimento. El agua se les proporcionó a libre acceso. Cuadro 3. Análisis bromatológico de la dieta comercial Nutriente % Materia Seca* 91.06 Proteína Cruda* 13.70 Extracto Etéreo* 3.05 Cenizas* 9.12 Calcio 1.64 Fósforo 1.55 Fibra Cruda* 17.00 Fibra Detergente Neutra+ 44.05 Fibra Detergente Ácida+ 30.03 Análisis Químico Proximal * Fracciones de Fibra (Van Soest)+ 38 6.2.3 Grupos experimentales Se formaron cuatro grupos experimentales de ocho conejos cada uno. Se alojó un animal por cada jaula, considerando al animal como la unidad experimental, de modo que cada tratamiento contará con ocho repeticiones. El grupo uno (T1) constó de ocho animales sin canular y fue considerado el grupo testigo o control. El grupo dos (T2) estuvo formado por ocho animales canulados a nivel del apéndice cecal. El grupo tres (T3) estuvo formado por ocho animales canulados a nivel de la decimotercer asa cecal. El grupo cuatro (T4) estuvo formado por ocho animales canulados a nivel de colon distal. 6.2.4 Asignación de tratamientos La distribución de los animales a los tratamientos se realizó a través de un diseño de bloques generalizado. El factor de bloqueo fue la ubicación de las jaulas (orilla-centro) dentro del módulo de alojamiento Se consideró a cada hilera de ocho conejos (uno por jaula) como un bloque, teniendo así cuatro bloques. Dentro de cada bloque se asignaron aleatoriamente dos animales por cada tratamiento. Se asignó aleatoriamente a un animal de cada tratamiento al día de muestreo de cecótrofos, tomando las muestras de cecótrofos de 16 animales el día non de la semana y los restantes en el día par de la misma. El manejo anterior se 39 estableció,
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